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Para lograr una aplicación práctica de la pila de combustible, es vital desarrollar catalizadores libres de Pt que sean altamente eficientes y duraderos. En este trabajo, preparamos catalizadores ZnNC dispersos atómicamente con unidades de Zn-Pirrólico-N4 y una estructura mesoporosa abundante. La pila de combustible de membrana de intercambio aniónico (AEMFC) basada en ZnNC presenta una densidad de potencia máxima ultralta de 1.63 y 0.83 W cm-2 en H2-O2 y H2-aire (libre de CO2), y también exhibe estabilidad a largo plazo con más de 120 y 100 horas para H2-aire (libre de CO2) y H2-O2, respectivamente. Los cálculos de funcionales de densidad revelan además que la estructura Zn-Pirrólico-N4 es el origen de la alta actividad del catalizador ZnNC sintetizado, mientras que la unidad Zn-Piridínico-N4 es inactiva para la reacción de reducción de oxígeno (ORR), lo que explica con éxito el enigma de por qué la mayoría de los catalizadores ZnNC derivados de marcos orgánicos metálicos de Zn en informes previos no presentaron buena actividad de ORR debido a sus unidades Zn-Piridínico-N4. Este trabajo ofrece una nueva vía para acelerar el desarrollo de AEMFCs.
Sun et al. (Wed,) estudiaron esta cuestión.